Ценность методов исследования, основанных на использовании радиоактивных изотопов, в настоящее время является общепризнанной. Возможность введения в природную изотопную смесь элемента радиоактивных изотопов, высокая чувствительность измерения ядерных излучений и идентичность физико-химических свойств изотопов данного элемента позволяют изучать поведение веществ в самых разнообразных процессах.
Меченые соединения, т.е. имеющие в своем составе радиоизотопы, легко отличить от обычных соединений того же химического состава. Это дает возможность изучать" характер распределения веществ, пути-их перемещения, механизмы различных процессов, строение химических соединений, а также решать некоторые задачи количественного анализа.
С тех пор, как Хевеши и Панет впервые предложили метод меченых атомов, радиоизотопы нашли применение в различных областях химии, биологии, медицины, геологии, сельского хозяйства, техники и т.п. Особенно широко применяется метод радиоактивных индикаторов в химии.
В настоящее время несколько монографий и достаточно много обзоров посвящено применению радиоизотопов в химических исследованиях. Во многих из них детально освещены возможности метода радиоактивных индикаторов в отдельных областях химической науки (в органической, аналитической химии и др.).
Что же касается применения изотопов в химии полимеров — в мировой научной литературе нет монографий, специально посвященных этой теме. Это досадный пробел, так как с помощью радиоизотопов в химии полимеров решено очень много сложных и интересных задач, а перспективы дальнейших исследований в этом направлении огромны. В предлагаемой читателям книге сделана попытка систематически рассмотреть возможности метода радиоактивных индикаторов в решении разнообразных задач полимерной химии.
К числу наиболее интересных проблем химии полимеров, которые мо гут быть изучены с помощью радиоизотопов, относятся проблемы, связанные с изучением механизма процессов полимеризации. Метод радиоактивных индикаторов оказывается удобным в исследовании всех стадий сложного процесса образования макромолекул (инициирование, РОСТ, обрыв, передача). При этом удается изучить такие важные вопросы, как природа и строение инициирующих частиц, скорость и эффективность инициирования, число активных центров на катализаторах и число центров роста макромолекул, относительные реакционные способности мономеров, способ обрыва цепи, роль отдельных компонентов в процессах передачи и многие другие.
Особое место в такого рода исследованиях занимает ядерно-химический метод инициирования катионной полимеризации, основанный на
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение............................................ 3
Глава 1. Получение меченых соединений, применяемых в полимерной химии 5
1.1. Химические методы синтеза меченых соединений............ 5
1.1.1. Общие сведения о химических синтезах меченых соединений . 5
1.1.2. Синтез меченых мономеров...................... 16
1.1.3. Синтез меченых полимеров...................... 20
1.2. Специфические радиохимические методы получения меченых соединений........................................ 20
Т.2.1. Метод изотопного обмене....................... 21
1.2.2. Метод атомов отдачи.......................... 24
1.2.3. Ядерно-химический метод....................... 24
Глава 2. Радиоактивные изотопы в исследовании механизма процессов полимеризации .......................................... 25
2.1. Исследование стадии инициирования.................... "
2.1.1. Природа инициирующих частиц....................
2.1.2. Состав и строение инициирующих частиц.............. 31
2.1.3. Число активных центров........................ "
2.1.4. Скорость и эффективность инициирования............ "
2.1.5. Ядерно-химическое инициирование катионной полимеризации "
2.2. Исследование стадии роста цепи....................... 61
2.2.1. Обратимость стадии........................... 61
2.2.2. Число центров роста и константы скорости роста......... 62
2.2.3. Продолжительность роста макромолекул............. ''
2.2.4. Рост цепи в процессах сополимеризации.............. ^
2.2.5. Рост цепи в процессах полимеризации циклоолефинов..... |™
2.3. Исследование стадии передачи цепи..................... °'
2.3.1. Роль агентов передачи в регулировании молекулярной массы полимеров.................................... *:'
2.3.2. Константы передачи цепи........................ |Щ
2.4. Исследование стадии обрыва цепи...................... j™
2.4.1. Способ обрыва.............................. II
2.4.2. Ингибиторы и замедлители...................... 8Э
Глава 3. Радиоактивные изртопы в решении аналитических задач химии
полимеров........................................... 90
3.1. Изучение классических методов анализа.................. 90
3.2. Определение состава полимеров....................... 93
3.3. Анализ концевых групп и определение молекулярных масс...... 95
3.4. Определение ненасыщенности........................ 97
3.5. Определение разветвленности и числа сшивок.............. 97
3.6. Идентификация природных и синтетических каучуков......... 100
Глава 4. Радиоактивные изотопы в исследовании физико-химических
свойств полимеров...................................... '01
4.1. Определение растворимости......................... '"'
4.2. Изучение структурных переходов в полимерах.............. '03
4.3. Изучение химической, термической, радиационной и механической
устойчивости полимеров............................ 'О'
4.3.1. Механизм деструкции.......................... 'О'
150
4.3.2. Стабилизация процессов деструкции................ не
4.4. Изучение явлений переноса.......................... 119
4.4.1. Адсорбция................................. 120
4.4.2. Диффузия................................. 122
4.4.3. Проницаемость.............................. 132
Глава 5. Радиоактивные изотопы в технологии производства полимеров и
полимерных материалов................................... 133
5.1. Контроль за соблюдением технологического режима.......... 135
5.2. Изучение износа полимерных материалов................. 135
Глава 6. Применение меченых полимеров...................... 136
6.1. Самосветящиеся составы на основе меченых полимеров........ 136
6.2. Меченые полимеры как стандарты для измерения радиоактивности. 136
6.3. Меченые полимеры в медицине и биологии................ 138
Список литературы...................................... 142
